CS242613B1

CS242613B1 - Wiring for absolute tuning of the circuit with an independently adjustable frequency source

Info

Publication number: CS242613B1
Application number: CS829435A
Authority: CS
Inventors: Milan Matuska
Original assignee: Milan Matuska
Priority date: 1982-12-21
Filing date: 1982-12-21
Publication date: 1986-05-15
Also published as: CS943582A1

Abstract

Zapojení zajištuje jednoduchým způsobem souběh mezi laděným obvodem, složeným z reaktance /5/ s velikostí X2 a proměnné reaktance /8/ o velikosti X, a nezávisle nastavitelným zdrojem kmitočtu /2/. K tomuto prvnímu laděnému obvodu je připojen spřaženě druhý laděný obvod s reaktancí nX2 /11/ a proměnnou réaktancí mX, /10/. Výstup druhého laděného obvodu jexpřipojen na obvod /4/ pro vyhodnocování rezonančního kmitočtu, jehož výstup je přes spřažený přepínač /13/ spojen jednak přes korekční obvod /12/ a jednak přímo se vstupy frekvenčně fázového srovnávacího obvodu /3/ a odtud přes akční člen /17/ a proměnnými reaktancemi /8,10/. Výstup nezávisle nastavitelného zdroje napětí /2/ je připojen jednak na směšováě /6/, na nějž je téz připojen první laděný obvod a jednak na jeden vstup rozdílového obvodu /5/, na jehož druhý vstup je připojen obvod /7/ mezifrekvenčního kmitočtu, připojeného na výstup směšovače /6/. Výstup rozdílového obvodu /5/ je připojen na spřažený přepínač /Y5t. Zapojení podstatně zlepsuje^při snížení výrobních nákladů parametry při^ímačů^ zpřeladitelných vysílačů a některých měřících přístrojů.The connection ensures in a simple way the coincidence between the tuned circuit, consisting of a reactance /5/ with a size X2 and a variable reactance /8/ with a size X, and an independently adjustable frequency source /2/. A second tuned circuit with a reactance nX2 /11/ and a variable reactance mX, /10/ is coupled to this first tuned circuit. The output of the second tuned circuit is connected to a circuit /4/ for evaluating the resonant frequency, the output of which is connected via a coupled switch /13/ both via the correction circuit /12/ and directly to the inputs of the frequency-phase comparison circuit /3/ and from there via the actuator /17/ and the variable reactances /8,10/. The output of the independently adjustable voltage source /2/ is connected on the one hand to the mixer /6/, to which the first tuned circuit is also connected, and on the other hand to one input of the differential circuit /5/, to the second input of which is connected the intermediate frequency circuit /7/, connected to the output of the mixer /6/. The output of the differential circuit /5/ is connected to a coupled switch /Y5t. The connection significantly improves^while reducing production costs^ the parameters of receivers^ retunable transmitters and some measuring instruments.

Description

Vynález se týká zapojení, kterým je dosaženo souběhu frekvencí laděného obvodu a nezávisle nastavitelného zdroje kmitočtu tak, Se laděný obvod pracuje přesně na rozdílu mezifrekvenční frekvence a frekvence nezávisle nastavitelného zdroje kmitočtu.The invention relates to a circuitry by which the frequencies of the tuned circuit and the independently adjustable frequency source are matched so that the tuned circuit works precisely on the difference of the intermediate frequency and the frequency of the independently adjustable frequency source.

Dosud známá zapojení se spřažně ovládanými ladícími prvky se stejnými relativními změnami reaktance v závislosti na přelaďování v laděném vstupním i oscilétorovém obvodu mají souběh ve více bodech zajištěn použitím různých hodnot ostatních prvků a přídavnými reaktancemi v rezonančním obvodu. Nevýhodou je růst množství přídavných reaktancí při zvyšování počtu bodů souběhu, požadavek na jejich dlouhodobou stabilitu a přesnost, zvláště má-li jít o souběh laděného a oscilátorového obvodu pracujícího na velmi rozdílných kmitočtech, zdlouhavý postup slaďování, nutnost zvyšovat počet bodů souběhu při zvětšování přeladitelnosti a jakosti rezonančních obvodů·The prior art circuitry with coupled-actuated tuning elements with the same relative reactance variations depending on the tuning in the tuned input and oscillator circuit have multiple points concurrency using different values of other elements and additional reactances in the resonant circuit. The disadvantage is the increase in the amount of additional reactants in increasing the number of overlapping points, the requirement for their long-term stability and accuracy, especially if there is a concurrence of a tuned and oscillator circuit operating at very different frequencies, lengthy alignment process. quality of resonant circuits ·

Výše uvedené nedostatky odstraňuje z velké části zapojení pro absolutní, souběh laděného obvodu a nezávisle nastavitelného zdroje kmitočtu, kde laděný obvod je složen z reaktance o velikosti Xg a proměnné reaktance X^. Podstatou tohoto vynálezu je, že spřaženě k tomuto prvnímu.laděnému obvodu je připojen druhý laděný obvod. Tento druhý laděný obvod je tvořen reaktancí o velikosti nXg, která má shodný teplotní součinitel jako má reaktance prvního laděného obvodu a déle proměnnou reaktancí o velikosti mXi, které má stejnou relativní změnu této velikosti v závislosti na přelaďování ve srovnání s ní spřaženě ovladatelnou proměnnou reaktancí prvního laděného obvodu a stejný teplotní součinitel jako proměnná reaktance prvního laděného obvodu. Výstup tohoto druhého laděného obvodu je připojen na vstup obvodu pro vyhodnocování rezonančního kmitočtu. Výstup nezávisle nastavitelnéhoThe above drawbacks overcome largely the circuitry for an absolute, concurrent tuned circuit and an independently adjustable frequency source, where the tuned circuit is composed of a reactance of size Xg and a variable reactance of X ^. It is an object of the present invention that a second tuned circuit is coupled to this first tuned circuit. This second tuned circuit is formed by a nXg reactance having the same temperature coefficient as the first tuned circuit reactance and a longer mXi-sized reactance having the same relative variation of this magnitude depending on the tuning as compared to the first-coupled variable reactance of the first the same temperature coefficient as the reactance variable of the first tuned circuit. The output of this second tuned circuit is connected to the input of the resonant frequency evaluation circuit. Independently adjustable output

242 B13242 B13

- 2 zdroje kmitočtu je připojen jednak na jeden vstup směšovače, na jehož druhý vstup je připojen první laděný obvod a jednak na jeden vstup rozdílového obvodu. Na druhý vstup tohoto rozdílového obvodu je připojen obvod mezifrekvenčního kmitočtu, připojeného na výstup směšovače. Výstup rozdílového obvodu a výstup obvodu pro vyhodnocování rezonančního kmitočtu jsou připojeny přes spřažený přepínač jednak na vstup korekčního obvodu a jednak na jeden ze vstupů frekvenčně fázového srovnávacího obvodu, na jehož druhý vstup je připojen výstup korekčního obvodu. Výstup frekvenč ně fázového srovnávacího obvodu je připojen pkční člen, jehož výstup je spojen s proměnnými reaktancemi prvního a druhého laděného obvodu.- 2 frequency sources are connected to one mixer input, to the other input of which the first tuned circuit is connected and to one input of the differential circuit. The second input of this differential circuit is connected to an intermediate frequency circuit connected to the mixer output. The output of the differential circuit and the output of the resonant frequency evaluation circuit are connected via a switch switch to both the input of the correction circuit and to one of the inputs of the frequency-phase comparison circuit to which the output of the correction circuit is connected. The output of the frequency-phase matching circuit is connected to a pkc member, the output of which is coupled to the variable reactances of the first and second tuned circuits.

Nezávisle nastavitelný zdroj kmitočtu lze připojit na jeden vstup rozdílového kmitočtu přes první oddělovací obvod a výstup obvodu mezifrekvenčního kmitočtu je připojen na druhý vstup rozdílového obvodu přes druhý oddělovací obvod a přes jednu polohu dvoupolohového přepínače. Tento dvoupolohový přepínač je spojeii s výstupem ovládacího prahového detektoru. Druhá poloha dvoupolohového přepínače je spojena s výstupem generátoru konstantního mezifrekvenčního kmitočtu.An independently adjustable frequency source can be connected to one differential frequency input through the first decoupling circuit and the IF output is connected to the second differential circuit input through the second decoupling circuit and through one position of the on / off switch. This two-position switch is connected to the output of the control threshold detector. The second position of the on / off switch is connected to the output of the constant IF generator.

pro případ nulového mezifrekvenčního kmitočtu je výstup nezávisle nastavitelného zdroje kmitočtu připojen přímo na spřežený přepínač. Výstupem zapojení je pak přímo výstup prvního laděného obvodu.in the case of zero intermediate frequency, the output of the independently adjustable frequency source is connected directly to the on / off switch. The output of the wiring is then the output of the first tuned circuit.

Hlavní výhoda zapojení k dosažení absolutního souběhu mezi laděným obvodem a nezávisle nastavitelným zdrojem kmitočtu podle vynálezu je absolutní souběh v celém pásmu přelaďování, přičemž je možné používat libovolně vysoké mezifrekvenční kmitočty a laděné obvody s vysokou jakostí, což zaručuje vysoké potlačení zrcadlových a jiných rušivých kmitočtů a podstatně snížení intermodulace a křížové modulace. Je maximálně využita přeladítelnost proměnné reaktance, nebož odpadají do laděného obvodu paralelně zapojené nezávisle nastavitelné reaktance z důvodu aproximace se souběhem pouze v několika bodech, široký rozsah pracovních teplot je dán automatickou kompenzací vlivu teplotních součinitelů reak- 5 242 613 tanci laděných obvodů, protože pracují vždy na stejném kmitočtu nebo jeho násobku či podílu a jsou ze shodného materiálu, pak jejich odchylka vlivem teploty je stejná a je automaticky kompenzovaná zpětnovazební smyčkou, čímž frekvenční stabilita je daná pouze stabilitou nezávisle nastavitelného zdroje kmitočtu. Při uvádění do funkce dochází k podstatnému zjednodušení nastavovacích prací, neboť odpadají iterační kroky nutné jinak ke sladění v několika bodech při aproximativním souběhu.The main advantage of the circuitry to achieve an absolute concurrency between the tuned circuit and the independently adjustable frequency source of the invention is absolute concurrency over the entire tuning band, while any high-frequency and high-quality tuned circuits can be used, ensuring high rejection of mirror and other interfering frequencies. substantially reducing intermodulation and cross-modulation. Variable reactance tuning is utilized to the maximum, as parallel-connected independently adjustable reactances are not connected to the tuned circuit due to an approximation with only a few points, a wide range of operating temperatures is given by automatic compensation of temperature coefficients. at the same frequency or its multiple or fraction and are of the same material, then their variation due to temperature is the same and is automatically compensated by the feedback loop, whereby the frequency stability is given only by the stability of the independently adjustable frequency source. During commissioning, the adjustment work is considerably simplified, since iterative steps otherwise required for alignment at several points in the approximative overlap are eliminated.

Na přiloženém výkrese je na obr. 1 schematicky znázorněn pří klad zapojení podle vynálezu a na obr. 2 je modifikace zapojení pro použití v případech, kdy je mezifrekvenční kmitočet nulový.In the accompanying drawing, FIG. 1 schematically shows an example of a wiring according to the invention and FIG. 2 shows a modification of the wiring for use in cases where the intermediate frequency is zero.

nn

Na druhý laděný obvod, složený z proměnné reaktance 10 s velikostí m.Xi a reaktance 11 o velikosti n.X2 je napojen obvod 4 pro vyhodnocování rezonančního kmitočtu, jehož výstup směřuje na spřažený přepínač 15. Na tento spřažený přepínač 15 je dále připojen výstup rozdílového obvodu 2, výstupy spřaženého přepínače 15 jdou do korekčního obvodu 12 a na jeden ze vstupů frekvenčně-fázového srovnávacího obvodu 2· Výstup nezávisle nastavitelného zdroje kmitočtu 2 je spojen přes první oddělovací obvod 18 s potlačenou vnitřní zpětnou vazbou na jeden ze vstupů rozdílového obvodu 2 a dále na vstup směšovače 6. Na druhý vstup směšovače 6 přichází vstupní signál přes první laděný obvod složený z reaktan ce 2 ⁰ velikosti Xg a proměnné reaktance 8 o velikosti Xj nebo kaskádu těchto laděných obvodů. Výstup směšovače 6 je spojen s obvodem 7 mezifrekvenčního kmitočtu, jehož výstup je veden přes druhý oddělovací obvod 19 s potlačenou vnitřní zpětnou vazbou na druhý vstup rozdílového obvodu 2 přes dvoupolohový přepínač 14 ovládaný prahovým detektorem 16. Dvoupolohový přepínač 14 v druhé poloze je apojen a generátorem 15 konstantního mezifrekvenčního kmitočtu. Výstup frekvenčně-fázového srovnávacího obvodu 2 Je připojen na akční člen 17. jehož výstup j^ spojen s proměnnými reaktancemi 8, 10 prvního a druhého laděného obvodu.A resonant frequency evaluation circuit 4 is connected to a second tuned circuit consisting of a reactive variable 10 with a magnitude m.X1 and a reactance 11 of a magnitude n.X2, the output of which is directed to the switch 15. the output of the coupled switch 15 goes to the correction circuit 12 and to one of the inputs of the frequency-phase comparator circuit 2. The output of the independently adjustable frequency source 2 is connected via the first decoupling circuit 18 with suppressed internal feedback to one of the inputs of the differential circuit 2; further input of the mixer 6. In the mixer 6 the second input signal coming through the first input tuned circuit composed of the reactants CE 2 ⁰ size variable reactance Xg and 8 the size of Xj or a cascade of tuned circuits. The output of the mixer 6 is coupled to an intermediate frequency circuit 7, the output of which is routed via a second decoupling circuit 19 with internal feedback suppressed to the second input of the differential circuit 2 via a two-position switch 14 controlled by the threshold detector 16. 15 of the constant intermediate frequency. The output of the frequency-phase comparison circuit 2 is connected to an actuator 17 whose output is connected to the variable reactances 8, 10 of the first and second tuned circuits.

Zapojení pracuje tak, že od frekvence signálu nezávisle nastavitelného zdroje kmitočtu 2 se v rozdílovém obvodu 2 odečítá mezifrekvenční kmitočet, který přichází bud z obvodu 2 mezifrek- 4 242 613 venčního kmitočtu nebo z generátoru 15 konstantního mezifrekvenčního kmitočtu, přičemž volbu řídí dvoupolohový přepínač 14 ovládaný prahovým detektorem 16. Prahový detektor 16 rozhoduje, je-li na výstupu z obvodu 7 mszifrekvenčního kmitočtu mezifrekvenční kmitočet} v případě, že není, tak do rozdílového obvodu 2 přichází signál z generátoru 15 konstantního mezifrekvenčního kmitočtu. Rozdíl těchto kmitočtů je porovnáván ve frekvenčně-fázovém srovnávacím obvodu 2 s údajem obvodu 4 pro vyhodnocení rezonančního kmitočtu druhého laděného obvodu, složeného z proměnné reaktance 10 a reaktance 11. Na výstupu frekvenčně-fázového srovnávacího obvodu 2 zapojený akční člen 17 s filtračními a zesilovacími vlast nostmi zároveň reguluje proměnné reaktance 8, 10. Takto vzniklá zpětnovazebně smyčka automaticky dolaďuje druhý laděný obvod složený z proměnné reaktance 10 a reaktance 11 přesně na rozdíl frekvence nezávisle nastavitelného zdroje kmitočtu 2 a mezifrekvenční. Protože však první laděný obvod složený z reaktance £ a proměnné reaktance 8, se stejnou relativní změnou její velikosti v závislosti na přelaďování ve srovnání s ní spřaženě ovládanou proměnnou reaktancí 10, je podmíněně v absolutním souběhu s druhým laděným obvodem složeným z proměnné reaktance 10 a reaktance 11, pak z hlediska zpětnovazební smyčky pasivní přelaďování tohoto laděného obvodu má rovněž absolutní souběh. Podmínka absolutního souběhu těchto laděných obvodů je daná jen fyzikální přesností technologických rozměrů, prakticky čímž bude užší šířka pásma, tím vyšší přesnost bude třeba. To je zásadní rozdíl od aproximativního souběhu, kdy k absolutnímu souběhu dochází teoreticky jen v několika bodech. Tím, že laděné obvody jsou ze stejného materiálu, tedy se stejným teplotním součinitelem, dochází ke kompenzaci tohoto součinitele zpětnovazební smyčkou, vlastnost se za předpokladu stejného teplotního součinitele přenáší i ha laděné obvody z hlediska tété smyčky pasivní. Korekční obvod 12 umožňuje činnost smyčky i v případě, že proměnná reaktance 10 je m násobkem velikosti proměnné reaktance 8, totéž platí ion násobku reaktance 11 vzhledem k reaktanci 2· P⁰^ ⁸⁰ proměnná reaktance 10 může nacházet v blízkosti proměnné reaktance 8, aniž by docházelo k rušení vstupního signálu, nebol laděný obvod složený z reaktance 11 a proměnné reaktance 10 pracuje na odlišné frekvenci. Z hlediska zamezení rušení jsou použity oddělovací obvodyThe wiring operates by subtracting the intermediate frequency from the independently adjustable frequency source signal 2 in the differential circuit 2, which comes either from the external frequency circuit 2 or from the intermediate frequency generator 15, the choice being controlled by a two-position switch 14 controlled by The threshold detector 16 decides if the output from the I / O circuit 7 is the IF if it is not, then the signal from the constant I / O generator 15 arrives at the difference circuit 2. The difference of these frequencies is compared in the frequency-phase comparison circuit 2 with the data of the circuit 4 for evaluating the resonance frequency of the second tuned circuit consisting of the variable reactance 10 and the reactance 11. The output 17 of the frequency-phase comparison circuit 2 is connected to the filtering and amplifying This feedback loop automatically tunes the second tuned circuit consisting of the variable reactance 10 and the reactance 11 exactly to the frequency difference of the independently adjustable frequency source 2 and the intermediate frequency. However, since the first tuned circuit consisting of the reactance δ and the reactance variable 8, with the same relative change in magnitude as a function of the tuning compared to the coupled variable reactance 10, is conditionally in absolute alignment with the second tuned circuit consisting of the reactance 10 and the reactance 11, then the passive re-tuning of this tuned circuit also has absolute concurrency in terms of the feedback loop. The condition of absolute concurrence of these tuned circuits is given only by the physical accuracy of the technological dimensions, practically the narrower the bandwidth, the higher the accuracy will be required. This is a fundamental difference from an approximation of overlapping, where the absolute overlapping occurs theoretically in only a few points. Since the tuned circuits are made of the same material, ie with the same temperature coefficient, this coefficient is compensated by the feedback loop, the property is also assumed to be passive in terms of the same loop, assuming the same temperature coefficient. The correction circuit 12 allows loop operation even if the reactance variable 10 is m times the size of the reactance variable 8, the same applies to the ion of the reactance 11 relative to the reactance 2 · P ⁰ ^ ⁸⁰ the reactance variable 10 can be near the reactance variable 8 the input signal was disturbed, the circuit consisting of the reactance 11 and the variable reactance 10 was not tuned to operate at a different frequency. Separation circuits are used to avoid interference

- 5 242 613 s potlačeným vnitřním zpětným přenosem, které zabraňují průniku nežádoucích kmitočtů do směšovače 6. Obvod £ pro vyhodnocení rezonančního kmitočtu pracuje na kmitočtu, který nespadá do rušivých, rovněž neruší výstup akčního členu 17 a vstupy prochází přes oddělovací obvody 18, 19 a potlačenou vnitřní zpětnou vazbou, pak v kombinaci s odstíněním nepředstavuje zapojení k dosažení absolutního souběhu mezi laděným obvodem a nezávisle nastavitelným zdrojem kmitočtu podle vynálezu nebezpečí rušivých vazeb.5 242 613 with internal back-up suppressed to prevent unwanted frequencies from entering the mixer 6. The resonant frequency evaluation circuit 6 operates at a non-interfering frequency also does not interfere with the output of the actuator 17 and the inputs pass through the isolation circuits 18, 19 and then, in combination with shielding, the circuitry to achieve an absolute parallel between the tuned circuit and the independently adjustable frequency source of the invention does not present a risk of interference.

Na obr. 2 je uveden příklad, jak lze zapojení zjednodušit v případech, kdy je mezifrakvenční kmitočet nulový. Toto použití připadá v úvahu např. u synchrodynů.Figure 2 shows an example of how wiring can be simplified when the IF frequency is zero. This is possible, for example, in the case of synchrodynes.

První laděný obvod je spřaženě spojen s druhým laděným obvodem, který je přes obvod £ pro vyhodnocování rezonančního kmitočtu připojen na spřažený přepínač 15, na který je zároveň připojen nezávisle nastavitelný zdroj kmitočtu 2. Jeho funkci by v tomto případě zastával napěíově řízený oscilátor synchrodynů, který pracuje na stejném kmitočtu jako mé přijímaný signál a v případě bez vstupního signálu kmitá na předvoleném kmitočtu.The first tuned circuit is coupled to the second tuned circuit, which is connected via a resonant frequency evaluation circuit 6 to a coupled switch 15 to which an independently adjustable frequency source 2 is also connected. Its function would in this case be a voltage-controlled synchrodyne oscillator which it works at the same frequency as my received signal and oscillates at the preset frequency in the case of no input signal.

Výstup spřaženého přepínače je veden jednak přímo a jednak přes korekční obvod 12 na vstupy frekvenčně fázového srovnávacího obvodu 2, jehož výstup je přes akční člen 17 spojen s proměnnými reaktancemi 8 a 2 prvního a druhého laděného obvodu.The output of the coupled switch is conducted directly and through the correction circuit 12 to the inputs of the frequency-phase comparison circuit 2, the output of which is connected via the actuator 17 to the variable reactances 8 and 2 of the first and second tuned circuits.

Funkce zapojení vyplývá z funkce zapojení na obr. 1. V tomto případě je výstupem vlastně výstup prvního laděného obvodu.The wiring function results from the wiring function in Fig. 1. In this case, the output is actually the output of the first tuned circuit.

Zapojení k dosažení absolutního souběhu mezi laděným obvodem a nezávisle nastavitelným zdrojem kmitočtu podle vynálezu umožňuje podstatně zlepšit při snížení výrobních nákladů parametry přijímačů, přeladitelných vysílačů a některých měřících přístrojů a to v oboru dlouhých vln až po mikrovlnné pásmo.The circuitry to achieve an absolute concurrency between the tuned circuit and the independently adjustable frequency source of the invention makes it possible to substantially improve the parameters of receivers, tuners and some measuring instruments in the long wave to microwave range while reducing manufacturing costs.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

242 613

Wiring for absolute concurrency of a tuned circuit and an independently adjustable frequency source, wherein the tuned circuit is comprised of a reactance of magnitude ^{and a} variable reactance of magnitude Χχ characterized in that coupled to this first tuned circuit with reactance (9) and variable reactance (8) a second tuned circuit consisting of a reactance (11) of size nXg with the same temperature coefficient as the reactance (9) of the first tuned circuit and a variable reactance (10) of size mXj with the same relative change of this size as a function of tuning coupled controllable variable reactance (8) and with the same temperature coefficient, where the output of the second tuned circuit is connected to the resonant frequency evaluation circuit (4) and the output of the independently adjustable frequency source (2) is connected to one mixer input (6). to whose second input the first tuned circuit is connected and to one input of the differential circuit (5), the other input of which is connected an intermediate frequency circuit (7) connected to the mixer output (6), wherein the output of the differential circuit (5) and the output of the resonant frequency evaluation circuit (4) are connected via a coupled switch (13) to the input of the correction circuit (12) and to one of the inputs of the frequency-phase comparison circuit (3), to whose other input the output of the correction circuit (12) and the frequency-phase comparison circuit (3) an actuator (17) is connected, the output of which is connected to the variable reactants (8 and 10).

Wiring according to claim 1, characterized in that the independently adjustable frequency source (2) is connected to one differential circuit input (5) via a first decoupling circuit (18) and the intermediate frequency circuit output (7) is connected to a second differential circuit input /. 5) via a second separation circuit (19) and one position of the on / off switch (14) connected to the output of the control threshold detector (16), the second position of the on / off switch (14) being connected to the output of the constant frequency generator.

242 613

- 7 3 · Connection according to claim 1, characterized in that for the zero intermediate frequency the output of the independently adjustable frequency source (2) is connected directly to the coupled switch (13) and the output of the whole connection is the direct output of the first tuned circuit ·